Sistema de producción de batería solar de película delgada.

Aparato de fabricación de células solares de película delgada,

en el que un sustrato (1) de película flexible, con forma de tira, enrollado alrededor de un rodillo (2) de alimentación, es suministrado a una cámara (6) de deposición de película mantenida sustancialmente en un estado de vacío, se induce una descarga eléctrica a través de los electrodos (12) de masa, posicionados para oponerse entre sí, y electrodos de aplicación que tienen un material diana en la cámara (6) de deposición de película, se forma una película (23) delgada de metal, de anchura N2, que se convierte en un electrodo, sobre la superficie del sustrato (1) de película mediante un calentamiento constante y, después, se forma una región (22) generadora de corriente, de anchura N1, sobre la superficie de la película (23) delgada de metal, en la que N1< N2 y el sustrato (1) de película formado con la película delgada de metal es recogido por un rodillo de recogida provisto en una cámara (5) de recogida, estando el aparato caracterizado porque en la cámara (5) de recogida hay provistos un par de rodillos (16) accionadores que transportan, a una tensión constante, el sustrato (1) de película formado con una película (23) delgada de metal, y las capas (21) de miembro elástico se forman sobre ambas caras periféricas de la parte extremo de al menos uno de los rodillos (16) accionadores, correspondiendo las caras periféricas de la parte extremo a ambas partes extremo en la dirección de la anchura del sustrato (1) de película, en el que una distancia M1 entre los miembros (21) elásticos es mayor que la anchura N1 y menor que la anchura N2, para soportar una parte del sustrato (1) de película sobre la que no se ha formado la región generadora de corriente.

Sistema de producción de batería solar de película delgada.

CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a un aparato para la fabricación de células solares de película delgada, en el que una película delgada de metal, que se convierte en un electrodo, es formada sobre la superficie de un sustrato de película, flexible, con forma de tira, más específicamente, la presente invención se refiere a un aparato para la fabricación de células solares de película delgada, en el que se mejoran los medios para transportar el sustrato de película, y se previene la aparición de arrugas de transporte en el sustrato de película, debidas a los rodillos.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA En la actualidad, se persigue la investigación y el desarrollo de energías limpias, en aras de la protección medioambiental. Entre estas investigaciones y desarrollos, las células solares resultan atractivas, en virtud de los recursos ilimitados (luz solar) implicados y del hecho de que están libres de contaminación.

Las células solares de película delgada son delgadas, ligeras, tienen bajos costes de fabricación y pueden ser fabricadas fácilmente con grandes áreas y, por lo tanto, son consideradas como la corriente principal del futuro de las células solares.

Las células solares de película delgada convencionales han usado sustratos de vidrio, pero se persigue la investigación y el desarrollo de células solares de tipo flexible, que usan película de plástico o película de metal, ligera, funcional, producible en masa. Mediante la explotación de esta flexibilidad, es posible la producción en masa usando procedimientos rollo a rollo o enrollado por etapas.

En las células solares de película delgada indicadas anteriormente, una pluralidad de elementos (o células) de conversión fotoeléctrica, en las que se superponen una capa de electrodo de metal, una capa de conversión fotoeléctrica, que comprende una capa semiconductora de película delgada y una capa de electrodo transparente, se forman sobre una película flexible, eléctricamente aislante. Mediante la repetición de las conexiones eléctricas entre el electrodo de metal de un determinado elemento de conversión fotoeléctrica y el electrodo transparente de un elemento de conversión fotoeléctrica adyacente, puede hacerse que el voltaje requerido sea extraído a través del electrodo de metal del primer elemento de conversión fotoeléctrica y el electrodo transparente del último elemento de conversión fotoeléctrica.

Dichos elementos de conversión fotoeléctrica y sus conexiones en serie son formados usando deposición de película de capas de electrodo y capas de conversión fotoeléctrica, así como el modelado de cada capa, y un procedimiento para combinar estos. La configuración y el procedimiento de fabricación de las células solares indicadas anteriormente se describen, por ejemplo, en las patentes de referencia 1 y 2.

La Fig. 3 es un diagrama conceptual de la configuración de una célula solar de película delgada descrita en la patente de referencia 2. La Fig. 3 muestra una vista en perspectiva de una célula solar de película delgada, flexible, que emplea una película de plástico como sustrato. Los elementos 62 de conversión fotoeléctrica formados sobre la superficie del sustrato 61 y la capa 63 de electrodo de conexión formada sobre la superficie posterior del sustrato 61 están, cada uno, completamente separados en una pluralidad de unidades, y las posiciones de separación están desplazadas respectivamente.

Consiguientemente, hay dos elementos conectados en serie, de manera que la corriente generada en la capa 65 de conversión fotoeléctrica, que es una porción semiconductora amoría del elemento 62, es recogida, en primer lugar, en la capa 66 de electrodo transparente y, a continuación, a través de los orificios 67 de recogida de corriente formados en la región de la capa de electrodo transparente, pasa a la capa 63 de electrodo de conexión de la superficie de refuerzo y, a continuación, a través de los orificios 68 de conexión para una conexión en serie formada sobre la parte exterior de la región de capa de electrodo transparente del elemento en la región de capa de electrodo de conexión, llega a la capa 64 de electrodo inferior que se extiende a la parte exterior de la región de capa de electrodo transparente del elemento adyacente al elemento.

Los procedimientos simplificados de fabricación para las células solares de película delgada indicadas anteriormente se muestran en (a) a (g) de la Fig. 4. Usando una película 71 de plástico como sustrato (procedimiento (a) ) , se forman orificios 78 de conexión en ella (procedimiento (b) ) y, a continuación, se forman una primera capa 74 de electrodo (electrodo inferior) y una tercera capa 73 de electrodo (una parte del electrodo de conexión ) sobre las dos caras del sustrato (procedimiento (c) ) , después de lo cual se forman los orificios 77 de recogida de corriente, en posiciones alejadas una determinada distancia de los orificios 78 de conexión (procedimiento (d) ) . La formación de la primera capa 74 de electrodo y la tercera capa 73 de electrodo en el procedimiento (c) anterior es realizada en un aparato de deposición de

película, descrito más adelante, en la presente memoria, con el sustrato 71 invertido y dividido en dos etapas, y la parte de los orificios 78 de conexión formada haciendo crecer las dos capas 74 y 73 de electrodo. Con estos medios, se obtiene una conexión eléctrica de las dos capas de electrodo.

A continuación, la capa 75 semiconductora, que se convierte en la capa de conversión fotoeléctrica, y la capa 76 de electrodo transparente, que es la segunda capa de electrodo, son formadas en orden sobre la primera capa 74 de electrodo (procedimiento (e) y procedimiento (f) ) y, además, se forma una cuarta capa 79 de electrodo (capa de electrodo de conexión) sobre la tercera capa 73 de electrodo (procedimiento (g) ) . A continuación, se usa un haz láser para separar la película delgada en ambos lados del sustrato 71 y formar una estructura conectada en serie, tal como se muestra en la Fig. 3.

En los procedimientos de la Fig. 4, el procesamiento del sustrato es realizado al aire en los procedimientos (a) , (b) y (d) , pero los otros procedimientos son realizados en un aparato de deposición de película al vacío, descrito más adelante, en la presente memoria. De esta manera, en el caso de los procedimientos indicados anteriormente, después de procesar el sustrato al aire en los procedimientos (b) y (d) , el sustrato es introducido en el contenedor al vacío del aparato de deposición de película al vacío. La formación de la primera capa 74 de electrodo y la tercera capa 73 de electrodo en el procedimiento (c) anterior es realizada con el sustrato 71 invertido y dividido en dos etapas, de manera que después de la inversión, el sustrato es expuesto, en primer lugar, al aire y, a continuación, es introducido de nuevo en el contenedor al vacío.

En relación al procedimiento de fabricación de la película delgada de las células solares de película delgada, tal como se ha explicado anteriormente, pueden usarse procedimientos rollo a rollo y enrollado por etapas. Ambos procedimientos comprenden medios de transporte de sustrato que usan una pluralidad de rodillos; en el primer procedimiento, la película es depositada, de manera continua, sobre el sustrato que se mueve, de manera continua, en el interior de cada una de las cámaras de deposición de película, y en el segundo procedimiento, la deposición de película sobre el sustrato detenido es realizada simultáneamente en cada una de las cámaras de deposición de película y, después del final de la deposición de la película, las partes de sustrato son alimentadas a las cámaras de deposición de la película siguientes.

Un aparato de deposición de película, de tipo enrollado por etapas, es superior en el sentido de que, debido a que puede prevenirse la interdifusión de gas entre las cámaras de deposición de película adyacentes, pueden obtenerse características de estabilidad para cada una de las películas delgadas; la configuración de un aparato semejante se describe, por ejemplo, en las patentes de referencia 3 y 4.

La Fig. 5 muestra un ejemplo de un aparato de deposición de película en vacío, de tipo deposición de película, de tipo enrollado por etapas, que tiene una pluralidad de cámaras de deposición de película en el interior de una cámara de vacío común. El aparato mostrado en la Fig. 5 comprende una cámara de 90 de desbobinado para alimentar... [Seguir leyendo]

1. Aparato de fabricación de células solares de película delgada, en el que un sustrato (1) de película flexible, con forma de tira, enrollado alrededor de un rodillo (2) de alimentación, es suministrado a una cámara (6) de 5 deposición de película mantenida sustancialmente en un estado de vacío, se induce una descarga eléctrica a través de los electrodos (12) de masa, posicionados para oponerse entre sí, y electrodos de aplicación que tienen un material diana en la cámara (6) de deposición de película, se forma una película (23) delgada de metal, de anchura N2, que se convierte en un electrodo, sobre la superficie del sustrato (1) de película mediante un calentamiento constante y, después, se forma una región (22) generadora de corriente, de anchura N1, sobre la superficie de la película (23) delgada de metal, en la que N1 < N2 y el sustrato (1) de película formado con la película delgada de metal es recogido por un rodillo de recogida provisto en una cámara (5) de recogida, estando el aparato caracterizado porque en la cámara (5) de recogida hay provistos un par de rodillos (16) accionadores que transportan, a una tensión constante, el sustrato (1) de película formado con una película (23) delgada de metal, y las capas (21) de miembro elástico se forman sobre ambas caras periféricas de la parte extremo de al menos uno de los rodillos (16) accionadores, correspondiendo las caras periféricas de la parte extremo a ambas partes extremo en la dirección de la anchura del sustrato (1) de película, en el que una distancia M1 entre los miembros (21) elásticos es mayor que la anchura N1 y menor que la anchura N2, para soportar una parte del sustrato (1) de película sobre la que no se ha formado la región generadora de corriente.

2. Aparato de fabricación de células solares de película delgada según la reivindicación 1, caracterizado porque una anchura (M2-M1) /2 de las capas (21) de miembro elástico provistas en ambas caras periféricas de la parte extremo de al menos uno de los rodillos (16) accionadores es establecida para ser menor que la anchura (N2-N1) /2 de la parte de película delgada de metal sobre la que no se ha formado la región (22) generadora de corriente.